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改革创新晨越行: BIM技术在结算工程量的实际应用总结
出处:晨越建管 时间:2020/8/28 15:50:09  浏览:978


    编者按:自2017年国务院19号文鼓励企业创新工程咨询管理模式,开展全过程工程咨询以来,晨越建管集团在全过程工程咨询及BIM全过程技术服务方面快速发展,领先行业,其中既有模式创新,也有管理手段创新和技术创新,大数据、无人机、BIM技术、信息技术等与工程咨询的融合应用越来越广泛。
集团品牌管理部通过开展“‘锐意进取•勇于创新’——改革创新晨越行”活动,将从全咨及BIM项目中筛选典型案例进行论文分享或新闻报道,彰显晨越在全咨及BIM技术应用方面的先进性和引领性。

BIM技术在结算工程量的实际应用总结
熊欣
晨越建设项目管理集团股份有限公司

摘要:BIM是创造建筑行业信息化,全面优化建筑行业工作模式的产物。该项技术源于20世纪,并于2006年引入国内,作为国外技术,BIM的发展如何适应国内建设工程的实际需要,实现进行应用的本土化,是国内建筑从业人员都应该考虑的问题。本文是在成都某元件厂房项目BIM结算工作的基础上,对BIM计取结算工程量的应用情况、步骤、难点作出简要分析。讨论如何保证BIM技术在国内项目实践中落地,切实有效的利用BIM复核项目结算工程量,以提高结算工程量的精准度,规避审计风险。
关键字: BIM  工程量提取  量差分析   

引言
    伴随我国人口红利逐步消失,国内建筑业逐步朝高效率和精细化的方向发展,其中BIM技术得益于高效信息化的背景和精细化的管理理念,近年来出现爆发式发展,国家和各地政府不断出台相关指导意见,社会上关于BIM理念的宣讲不计其数,透过狂热的理念宣讲,冷静分析BIM的实施现状,事实上BIM在项目中的实际应用却不像社会所推崇的那样,甚至在多数企业中有些鸡肋之嫌,如何确保BIM技术能够顺利在工程实践中得到利用,为工程建设本身和公司带来实际利益,是目前BIM技术急需解决的当务之急。
1. BIM的概念
    BIM的全称是Building Information Modeling,从单纯的英文翻译角度译为建筑信息模型\模拟,但如此理解BIM仅停留在技术阶层,而未纵观整个建筑行业对这个信息化的手段做出更加深刻的剖析。
Building在整个BIM中主要定义服务的对象。但在理解中可以将其概念扩大化,即整个建筑行业。它可以囊括建筑行业的工民建、市政工程等一些常规建筑,也可以单指建筑行业中某个具体部分,例如:现场监理质量安全检查、现场材料进场等方面。
    Information在整个BIM中定义其核心理念,即信息化,其中包括信息数据和高效率处理数据的思维。即在现场施工的过程中,不仅需要收集与建筑有关的各项信息,同时如何高效的利用和处理这些数据才是真正体现BIM价值的关键所在。
    Modeling在整个BIM中主要定义技术手段。也可以在理解中定义它为模拟分析,即实现高效处理数据,得到关键信息的实现方式。实现方式可以是通过几何尺寸数据的叠加发现体积碰撞,也可以是通过模拟收集统计数据得到经验指数。技术手段不局限于某一种形式,具体的形式要根据处理数据的种类和信息呈现的类型两方面综合确定。
    综合以上,BIM即在建筑领域利用信息化手段达到高效处理数据提取关键信息的技术理念。
2. 项目背景介绍
    本文分析的是晨越建管集团承担BIM总包管理的成都某元件厂房项目(详见图2.1)。整个项目由6栋独立建筑构成,总建筑面积约32000㎡,该项目内部管线结构涉及众多,且涉及洁净室的修建,安装工艺技术要求较高。
    作为厂房类型的项目,机电管道的种类繁多早已经不是什么新鲜事情,该项目在此基础上,增加了百级洁净间的使用需求,这对于现场的机电安装提出了更高的要求。
不仅如此,面对专业类型多,管道排布复杂的现场情况,仅通过二维图纸的工程造价准确计算工程量难度极大,如果单纯依照传统经验,缺乏科学手段对工程量的合理性进行准确评估,极易导致建设过程中产生大量的经济签证,项目结算失误的情况也不易避免,进而增加工程审计的风险性。
    该项目为提高工程计量的准确度,避免因项目的工程结算引发经济纠纷,和后期一系列的审计风险问题,首次引入了BIM作为第三方计量团队介入结算工程量的计取流程。BIM团队通过对模型工程量的直接提取,作为对比的基础数据,参与项目的结算对量工作。


图2.1  某元件厂房效果图

3. BIM工程量对量
3.1. BIM出量软件的选用
    在四川地区,传统工程造价行业早已由手算工程量转化为通过软件导出工程量。目前,行业内普遍使用的专业算量软件中,土建专业以广联达公司出品的广联达GTJ为主,安装专业以北京算王软件有限公司提供的算王软件为主,两款计算工程量的软件虽针对的专业不同,但其主要操作思路相似,均是在算量软件中识别、定位、映射图纸数据,再通过处理程序将提取出来的图纸数据整合处理,得到所需的工程量。
    仅从概念上讲,两款软件的核心思路也涉及BIM概念范畴。但与之不同的是,专业的计量软件只需考虑计量功能,专业针对性更强导出的工程量数据会按照清单计价规范中的扣减规则进行处理,得到符合国内造价行业认可的清单工程量。相较之下,绝大多数BIM软件都来源于国外,单纯的利用BIM模型导出工程量,则会以模型实体为基础,导出和模型空间数据完全一致的实物量,并不会过多考虑国内清单计价规范中的构件规则。
    现目前大多数国内的软件厂商为解决BIM模型计量不符合清单计价规范的问题,均采用了以原模型为基础,开发针对软件的插件提取BIM模型工程量数据,并按照清单计价规范进行处理,进而得到清单工程量。但因国内起步较晚,现有软件功能不成熟,应用的范围不全面等原因,目前并未将BIM出具的工程量作为工程结算的依据,只作为验证结算工程量准确性和真实性的重要手段。
在实施操作过程中项目的BIM团队并未选用上述两款专业的出量软件作为BIM团队的计量软件,原因主要有如下两点:
(1)算量软件相同,工程量对比维度较为单一。
    在国内目前的软硬件环境下,结合实际项目管理的需求,BIM团队出具的工程量主要以第三方角色介入,增加工程量的对比维度,起到多方位审核工程量的目的,但若BIM小组和造价单位采用一致的出量软件和模式,则工程量的对比维度仅增加人为建模误差,不足以起到多方位深入维度比对的效果。
(2)BIM团队基础建模软件与之不匹配,模型利用率低。
    在BIM项目实施的过程中,建模团队为进行前期的设计碰撞检查,景观漫游渲染等应用,选用了行业内较为通用的建模软件Revit软件进行建模,Revit软件中的模型数据通过BIM数据格式中IFC的通用转换标准虽然也可以将Revit数据转换到出量软件中,但传输过程不稳定,且丢失数据的情况时常发生,无法达到出量模型的要求,如果选用造价建模软件则需要重新按照图纸情况搭建重复模型,模型搭建耗时长,且搭建的模型用途单一。
    综合以上两点和现有的项目BIM模型成果,光学元件BIM小组在选择了基于Revit软件运行的插件算量软件斯维尔BIM for Revit 套包算量软件,该软件本身不具备操作界面,而是基于Revit的操作界面直接运行。在Revit内部进行模型映射时,BIM出量人员也可以根据不同出量模型的特点进行自定义关联,调整内部识别关联规则,减少构件识别的错误,尽可能避免了由于构件数据提取错误所产生的工程量差异。
3.2. BIM工程量的提取
BIM工程量的提取流程(详见图3.1)主要由八个部分所组成:


图3.1  BIM出量基本流程图

(1)检查BIM模型、竣工现场、竣工图纸三者的一致性。
    为保障进行提取工程量的模型能够正确反应工程建设消耗的真实工程量,在提量准备工作中,需要反复核查BIM模型是否和现场一致,以BIM模型完全体现竣工现场的实际情况作为核查结束的标准。
(2)检查模型的搭接扣减规则。
    在进行提量工作前,应检查Revit模型在前期建模时是否符合清单计价规范的计算规则,例如土建部分墙板重合部位如何进行扣减等问题,与扣减规则不符合的部位应在模型中直接进行调整。检查BIM模型、竣工现场、竣工图纸三者的一致性(反应现场情况)。
(3)同造价单位确定模型构件在结算清单中的分类。
    为保障同造价单位的对量基础一致,尽可能规避清单编制时的分类错误,在出量前期就应和造价单位确定对量范围、基本流程、误差范围等重要标准,同时通过前期的交流,也需要确认BIM模型中每个对应构件结算清单中对应的清单项目,以免遗失计量构件。
(4)在出量软件内部建立模型对应的映射关系。
    软件在进行自动识别的时会因为构件命名误差或绘图采用类别不同等原因造成构件种类识别误差,因此在建立映射关系时需要人为干预匹配类别,将同造价单位确定的构件划分范围在软件中进行映射体现。
(5)导出BIM工程量表格与工程结算清单进行匹配。
     BIM工程量在导出后,仅按照实物量的格式进行排列(详见图3.2),若要在同一基础上进行对比,则该表格需要按照结算清单项目进行梳理分类,以保证对量基础一致。

图3.2  BIM工程量表格

(6)根据相同基础的表格对比分析数据,计算量差,进行量差超额预警提示。
(7)分析对比量差原因,调整后重复操作对量流程。
(8)编制最终对量成果总结报告。
3.3. BIM工程量的对比
    工程量对量报告作为出量流程中成果的体现,同时根据对量次数的不同,每版侧重点均不一致,但大体编制内容主要包括了对量依据、范围以及多方位的对比数据。
3.3.1. 第一版对量报表
    在第一版对量报表中(详见图3.3),每项清单需要填写的内容有13项,为保证对量表格与结算清单一一对应,对量报表中,其中7项与结算清单内容完全一致,其中包括项目编码、项目名称、项目特征等重要内容。


图3.3  混凝土及钢筋混凝土工程BIM工程量对量报表(第一版)部分内容

与造价单位对比的工程量主要通过相对量差和绝对量差两个维度进行,其计算公式如下所示:
 
 
    绝对量差主要适用于大额工程量量差分析使用,通过直接相减两者工程量得到差异值。
    相对量差主要适用于小额工程量量差分析使用,通过两者量差占比,可得到差异的占比值。
    在第一次对量的过程中,若有清单项相对量差和绝对量差均大于5个计量单位,则该清单项会被计入重复对量的范围,分析两者量差原因,调整后重新进行计算。
3.3.2. 第二版对量报表
    第二版对量报表(详见图3.4)对量内容主要在于第一版中量差较大的内容,内容相较于第一版,除了保留上一版工程量的对量数据外,增加了核对后工程量和量差分析,即本次对量改动工程量的数据对比和引发此次数据变动的原因,附于每项需要重新核对的清单项目后,形成一一对应关系,以便于更好的追溯发成差异的原因以及修正的流程。


图3.4  混凝土及钢筋混凝土工程BIM工程量对量报表(第二版)部分内容


3.3.3. 对量总结报告
    在消除了两者的误差后,分专业、分建筑楼栋对本次对量的各项数据进行统计、归纳、分析形成BIM工程对量总结报告(详见图3.5)。并在报告中分节点简要说明量差的主要影响因素、BIM出量清单项占比以及调整工程量数据等关键信息。

 
图3.5  混凝土及钢筋混凝土工程BIM工程量汇总报表部分内容

在该项目的BIM对量的过程中核算项目清单工程量694项,通过BIM核算清单项约占总清单项75%,其中外立面专业核算占比最高,核算占比达90%以上,给排水专业核算占比最低,核算占比35%左右。各专业首次对量结束后,需进行二次对量的清单项目约占BIM核算清单项目25%。
    最终调整结算清单工程量共计23项,涉及调整的结算约40余万元。
4. 实例分析总结
4.1. 应用优势
4.1.1. 相同的对量基础,不同的出量流程
    在对量的过程中,两者的对量基础始终与清单计价规范的要求保持一致,但BIM团队主要参考竣工现场作为模型的搭建依据,两者的建模依据不同,出量基础也不同(详见图4.1)。


图4.1  对量原则流程图

通过对比分析得到的对比工程量报表,不但校对了工程量数据的准确程度,同时增加复核的维度,检查了竣工图纸是否准确体现竣工现场的情况,同样起到了复核模型是否搭建准确,可否供于竣工后项目长期的运维工作使用的作用。
4.1.2. 建立模型核查平台,确保模型与现场一致
    BIM提取工程量的基础是建立在搭建准确的模型上,为确保项目搭建模型与项目中实际施工情况相符合,现场BIM团队的工作人员进行了大量的模型现场核查工作。截至项目竣工,BIM团队工作人员共计进行模型核查现场记录13678条,日均核查记录18.7条。
    面对处理如此庞大的核查数据,同时也为了避免核查数据的丢失,方便于现场模型核查数据的快捷统计,BIM团队创建了与项目现场实际相符合的信息录入平台(详见图4.2),录入的基础基于设计院出具的轴网、专业划分确定具体位置,变更现场的核查,工程进度的核查,均登记于该平台中,同时分配权限给现场的参建单位,模型核查的结果将同步更新到现场所有参建单位,模型与现场不符时,分析差别因素,并通知相关责任单位进行整改回复。


图4.2 模型核查信息发布平台

4.2. 存在的问题及解决思路
4.2.1. 外部问题
(1)项目设计变更的下发版本内容混乱,电子版同纸质版不对应,影响双方结算依据,资料传递流程需要优化。
    设计变更由建设单位下发,流程较为繁琐,同时对于每一个传递环节的工作环要求的都较为严格,一环出错引发环环出错,进而导致参建单位没有办法及时准确的收集到变更信息,BIM模型未及时更新,同时现场也未及时跟进。
    建议由建设单位牵头,BIM团队辅助,建立统一管理变更文件的信息平台,改变传递为发布方式(详见图4.3),及时更新文件信息,信息源头一致且可追溯,减少中间环节,从而提高文件的传递效率和准确度。

 
图4.3 变更信息发布流程图

(2)在未形成正式的结算报表前,结算工程量大多并未严格按照清单列项规范统计,不满足对量的基础形式。
    由于造价单位需要结算整个工程项目的各项费用,结算周期较为紧迫,解决上述问题需双方对量人员在进行对量操作前,拟订清楚对量的形式表格,同时应对表格内容进行充分的说明,双方单位对量人员参与出量时,工程量均直接填写在规定的一致表格中,不但规范出量操作,更加方便后期两者工程量的对比工作。
(3)造价单位提供的工程量主要是按照清单计价规范编制的清单工程量,BIM模型提供的工程量主要以模型搭建的实物量为主,两者从定义上存在偏差。
    在实际对量操作的过程中,通过二次对量流程分析,发现部分工程量存在由于数据基础定义不一致产生的量差,此现象在钢结构和机电管道专业中最为突出,以钢结构专业为例,造价单位计算依据吨数进行计量,但模型中的实物量仅可提供体积,同时还未计入钢结构节点损耗。
    面对这样的问题,在和建设单位、造价单位讨论一致的原则上,建议梳理出存在基本对量原理不一致的清单项,由建设单位牵头,按照竣工图为参考,统一到现场收方进行部分部位的抽测核算。

4.2.2. 内部问题
(1)BIM团队前期使用的建模规范与出量软件不匹配。
    由于现场BIM团队主要根据前期的BIM应用点的需求进行模型的搭建,未对算量模型中需着重注意的构件搭接、构件的命名格式采用规范化、统一化的操作流程,在模型构件映射的过程中,需重复多次对构件的分类进行调整。
    建议后期如果涉及BIM工程量清单对量的应用点时,在建模前期规划时期应考虑按照清单编制的项目特征进行构件命名和绘制要求的细分,以免在出量的过程中多次重复的修改模型参数,影响出量精准程度。
    在每次出量完成后,BIM团队均会总结分析因构件分类、命名等因素造成的量差项目,并且根据其划分的项目特征,为出量的模型编制了算量模型的建模规范(详见图4.4),以作为约束前期建模行为的重要措施之一。

 
图4.4  算量模型土建建模规范部分内容

算量软件建模规范主要基于房屋建筑与装饰工程工程量计算规范(2013版)建筑信息模型建模行为,统一算量模型的命名方式、属性设置、绘制方法等。通过项目编码使绘制的模型能与清单要求进行一一对应,根据清单中要求项目特征调整对应的命名以及增减实例属性、类型属性的设置,从而使出量模型与之应用目的更加贴切。
(2)BIM出量软件目前同清单的绑定程度未有达到专业算量高
    目前国内BIM应用主要是通过Revit建立基础的模型数据,但建立完成模型后往往没有很好对其中的数据进行精细的统计分析,大多基于Revit的出量软件在调用建模软件中的数据时,并未与本土化出量需求进行很好匹配。
    建议软件厂商在制定软件规划其内在逻辑时,借鉴工程造价专业的出量软件的逻辑和功能,同时深度剖析经典工程在工程造价过程中的侧重点,以实际的工程项目的实际需要作为指导,以成熟的专业算量软件作为参考。不断优化和完善软件的使用功能。
4.3. 应用总结
    通过BIM模型计取工程量只是BIM应用于项目全过程生命体系中的部分应用点,但从实际项目分析,不难看出,不同的BIM应用点,对BIM模型的精度、构件的附属信息、现场的对接流程要求均不一致。在BIM模型在项目全过程生命体系的使用时,应秉承尽可能保证模型的重复利用,建立模型的全过程编码体系,规范约束模型的更迭、上传、保存流程。
    为确保BIM可以在全过程生命周期能够得到落地使用,作为BIM从业人员,更应该深入一线项目现场,熟悉全生命周期建设项目的各个环节存在优化空间的重点,真正做到以服务工程项目本身为核心理念,以BIM技术手段作为优化思路,避免出现以“为做BIM而做BIM”的情况出现,切实落地、细化各项BIM技术手段的实施理念,为工程建设本身和公司带来实际利益。
5. 结束语
    本文通过对实际项目的操作流程的分析总结,认为要使BIM应用落地于工程量的核算,需首先根据项目实际情况,制定适合项目的对量流程;其次应重点优化项目各种影响工程量的文件传递流程,确保工程量核算文件的及时性、有效性和真实性;最后应当做好项目各方参建单位的沟通工作,明确参建各方在对量过程中的职责范围,在做好上述基础条件后,利用BIM核对工程量才具备合适的实施条件,使BIM在项目的实践过程中给项目本身以及公司带来更大效益。

   
 
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